dso-2: principales aspectos del funcionamiento de un sistema operativo (v2d)

Leccin 2Funcionamiento del sistema operativo

Diseo de Sistemas Operativos

Grado en Ingeniera Informtica

Grupo ARCOS

Universidad Carlos III de Madrid

Alejandro Caldern Mateos

Lecturas recomendadas

ARCOS @ UC3M2

1. Carretero 2007:

1. Cap.2

1. Tanenbaum 2006(en):

1. Cap.1

2. Stallings 2005:

1. Parte uno (transfondo)

3. Silberschatz 2006:

1. Cap.2

Base Recomendada


A recordar

ARCOS @ UC3M3

1. Estudiar la teora asociada. Estudiar el material asociado a la bibliografa:

las transparencias solo no son suficiente.

Crear cuestiones con sus respuestas y justificacin.

2. Repasar lo visto en clase. Realizar el cuaderno de prcticas progresivamente.

3. Ejercitar las competencias. Realizar las prcticas progresivamente.

Realizar todos los ejercicios posibles.


Contenidos

ARCOS @ UC3M4

Introduccin

Funcionamiento del sistema operativo

Arranque del sistema

Caractersticas y tratamiento de los eventos

Procesos de ncleo

Otros aspectos

Concurrencia en los eventos

Aadir nuevas funcionalidades al sistema


Contenidos

ARCOS @ UC3M5

Introduccin

Funcionamiento del sistema operativo



Procesos de ncleo

Otros aspectos




Contextos donde est presente el S.O. (1/3)

ARCOS @ UC3M6


Realiza labores de iniciar el hardware y los procesos de ncleo, sistema y usuarios en el orden apropiados.

Ejecuta como programa ejecutable.


Ejemplo simplificado

ARCOS @ UC3M7

S.O.(kernel)

HW.CPU Disco RAM

despierta!

modo privilegiado y extendido!

Estructuras iniciales


Modo kernel y usuario repaso

Modo privilegiado (kernel mode)

Accede a todo el espacio de memoria

Uso de todo tipo de instrucciones de

CPU

Modo ordinario (user mode)

Accede solo al espacio de memoria del

proceso asociado

No puede acceder a ciertos registros de la

CPU o usar ciertas instrucciones

ARCOS @ UC3M8

User(nivel 1)

Kernel

(nivel 0)

El sistema operativo precisa de un mnimo de dos modos de ejecucin:



ARCOS @ UC3M9

Tratamiento de eventos

Finalizado el arranque, el sistema operativo es una entidad pasiva.

Los procesos y el hardware son entidades activas (usan el kernel)

Excepto al inicio, siempre hay un proceso ejecutando (idle)

Acceso a los servicios del S.O.

Interrupciones hardware

Interrupciones software

Excepciones

Llamadas al sistema

Como biblioteca.



ARCOS @ UC3M10

S.O.(kernel)

HW.

App.

CPU Disco RAM

char buffer[1024];

read(fd,buffer)

Pi



ARCOS @ UC3M11

S.O.(kernel)

HW.

App.

CPU Disco RAM

Pedir bloque Ejecutar Pi +1

char buffer[1024];

read(fd,buffer)

ll. sistema

Pi



ARCOS @ UC3M12

S.O.(kernel)

HW.

App.

CPU Disco RAM

Pedir bloque Ejecutar Pi +1

int. hw

Copiar a RAM Pi listo Continuar Pi +1

Pi char buffer[1024];

read(fd,buffer)

ll. sistema



ARCOS @ UC3M13

Procesos de ncleo

Realiza labores del sistema operativo que se hacen mejor en el contexto de un proceso independiente

Como procesos prioritarios, para tareas especiales.



ARCOS @ UC3M14

S.O.(kernel)

HW.CPU Disco RAM

while (true) { sleep(1); Si (idle > 20m)

dormir disco}


Contextos donde est presente el S.O. resumen

ARCOS @ UC3M15

Arranque del sistema Realiza labores de iniciar el hardware y los procesos de ncleo, sistema y

usuarios en el orden apropiados.

Ejecuta como programa ejecutable.

Tratamiento de eventos Finalizado el arranque, el sistema operativo es una entidad pasiva.

Los procesos y el hardware son entidades activas (usan el kernel)

Excepto al inicio, siempre hay un proceso ejecutando (idle)

Acceso a los servicios del S.O. Int. hardware, Int. software, Excepciones, Llamadas al sistema

Como biblioteca.

Procesos de ncleo Realiza labores del sistema operativo que se hacen mejor

en el contexto de un proceso independiente

Como procesos prioritarios, para tareas especiales.


Contenidos

ARCOS @ UC3M16

Introduccin

Funcionamiento del sistema operativo Arranque del sistema


Procesos de ncleo

Otros aspectos




Proceso de arranque

El Reset carga en registros de CPU los valores iniciales

PC Direccin de arranque del cargador de la ROM (FFFF:0000)

ARCOS @ UC3M17 http://duartes.org/gustavo/blog/post/how-computers-boot-up

PC

ROM


Proceso de arranque

Se ejecuta el cargador de la ROM

Power-On Self Test (POST)

Carga en memoria (0000:7C00) el Master Boot Record


ROM

MBR

PC


Proceso de arranque

Se ejecuta el cargador de la ROM

Power-On Self Test (POST)

Carga en memoria (0000:7C00) el Master Boot Record

ARCOS @ UC3M19

ROM

MBR

PC

http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linuxboot/


Proceso de arranque

Se ejecuta el Master Boot Record

(Es la primera parte del cargador del S.O.)

Busca una particin activa en la tabla de particiones

Carga el Boot Record en memoria desde esta particin


ROM

MBR

BL

PC


Proceso de arranque

Se ejecuta el Boot Loader

(Es la segunda parte del cargador del S.O.)

Podra presentar una lista de opciones de arranque

El boot loader lleva a memoria la parte residente del sistema operativo (ncleo y mdulos)


ROM

MBR

BL

Rest

of OS

PC


Proceso de arranque

Se ejecuta la inicializacin del kernel (1/2)

Inicializacin del hardware

Comprueba errores en los sistemas de ficheros

Establece las estructuras internas iniciales del sistema operativo

Pasa a modo protegido


ROM

MBR

BL

Rest

of OS

PC


Proceso de arranque

Se ejecuta la inicializacin del kernel (2/2)

Se establece el resto del S.O. en modo protegido

Se construye los procesos iniciales

Procesos de ncleo, servicios de sistema y terminales (login)


ROM

MBR

BL

Rest

of OS

PC


Ejemplo de secuencias de arranque

GNU-Linux

ARCOS @ UC3M24

MS Windows


GNU-Linux

ARCOS @ UC3M25

PC



GNU-Linux

ARCOS @ UC3M26

Ejecucin de LILO (Linux Loader) o GRUB (Grand Unified Bootloader).

Presenta un men de opciones (/etc/grub.conf)

Se carga en memoria la imagen del kernel (vmlinuz) y se ejecuta con los parmetros/opciones que se indiquen.

Tambin se puede encadenar otro cargador.

PC

http://funnix.net/wp-content/uploads/2012/07/grub.jpg

grub> set root=(hd0)/boot

grub> insmod linux

grub> linux /bzImage-2.6.14.2

grub> initrd /initrd-2.6.14.2.img

grub> boot


GNU-Linux

ARCOS @ UC3M27

Se ejecuta el kernel (vmlinuz): base

Si se necesita, descomprime el kernel

Este realiza el reconocimiento de hardware (y la inicializacin de aquel cuyos driversestn compilados dentro del kernel)

http://gxemul.sourceforge.net/gxemul-stable/doc/debian-1.png

PC


GNU-Linux

ARCOS @ UC3M28

Se ejecuta el kernel (initrd): mdulos

El initrd es el sistema de ficheros inicial con los drivers necesarios para continuar.

Se ejecuta el shell-script /linuxrc

Se inicializa los drivers con la configuracin bsica del sistema.

En el se initrd pasa a pivotar al sistema raz definitivo:

El mismo (sistema empotrado), participacin de un disco duro, NFS, etc.

http://milindchoudhary.wordpress.com/2009/03/30/linux-boot-process/

PC


GNU-Linux

ARCOS @ UC3M29 http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linuxboot/

PC

Se ejecuta el proceso init

El proceso init (pid 1) arranca todos los procesos del sistema

y los procesos de terminal (login o xlogin) para que el usuario se autentique.

Pasa a quedarse dormido esperando la llegada de eventos (cpu_idle)


GNU-Linux

ARCOS @ UC3M30

Se ejecuta el proceso init

El proceso init (pid 1) arranca todos los procesos del sistema.

Segn las instrucciones del fichero inittab.

Los procesos a arrancar estn ordenados en diferentes directorios de arranque

Uno para el arranque inicial (rcS.d)

Varios para los tipos de arranque completo del sistema (rc[1-5].d)

Uno para apagar (rc0.d) y otro para reiniciar (rc6.d)

El proceso init permanece ejecutando todo el tiempo (hurfanos, parada, etc.)

Durante el arranque inicial (rcS.d) habitualmente:

Se carga los drivers restantes

Se comprueba el sistema de ficheros raz (si se aplica) y remonta para lectura-escritura

Se monta el resto de sistemas de ficheros

Durante el arranque completo del sistema (rc1.d, rc2.d, )

Arranca los servicios y inicia el sistema de login/xlogin.


PC


Ejemplo de secuencias de arranque

GNU-Linux

ARCOS @ UC3M31

MS Windows


Arranque Windows 7

ARCOS @ UC3M32

PC

http://www.gegeek.com/documents/cheat_sheets/Windows%207%20Boot%20Process.pdf


Arranque Windows 7 (1/2)

ARCOS @ UC3M33

La CPU comienza a ejecutar el MBR

Busca y carga en memoria el sector de arranque del volumen y el sector de arranque de NT (8 KB en tamao, entiende FAT32 y NTFS)

La CPU comienza a ejecutar el sector de arranque de NT (NTBS)

Busca y carga en memoria BOOTMGR.EXE

La CPU comienza a ejecutar BOOTMGR.EXE Comprueba si hay estado de hibernacin. Si es as, ejecuta WINRESUME.EXE

Monta y extrae la informacin bsica del BCD (Boot Configuration Data)

Muestra un men al usuario con distintas opciones de arranque.

Pasa a modo 64 bits (si se aplica) y carga en memoria WINLOAD.EXE

La CPU comienza a ejecutar WINLOAD.EXE Carga en memoria NTOSKRNL.EXE, HAL.DLL, drivers para el arranque y

la rama SYSTEM del registro

http://techovision.blogspot.com/2010/09/windows-7-boot-process.html

PC


Arranque Windows 7 (2/2)

ARCOS @ UC3M34

La CPU comienza a ejecutar NTOSKRNL.EXE, que se inicializa el sistema en dos fases: Fase 0: Inicializa el kernel en si mismo

Inicializa HAL, del driver de pantalla, arranca el depurador.

Fase 1: Inicializa el sistema.

Carga todos los drivers necesarios y para el depurador.

Al finalizar carga el primer procesos de usuario (smss.exe).

La CPU comienza a ejecutar SMSS.EXE El gestor de sesiones carga el resto del registro.

Configura el entorno para ejecutar el subsistema Win32 (WIN32K.SYS)

Carga en memoria el proceso WINLOGON.EXE

Carga el resto de servicios y drivers no esenciales (mostrar el escritorio antes)

Carga el subsistema de seguridad LSASS.EXE

http://techovision.blogspot.com/2010/09/windows-7-boot-process.html

PC


Proceso de arranqueresumen


PC


Acelerando el arranque en Linux

Inicializacin asncrona del hardware

Inicializacin asncrona de servicios

ARCOS @ UC3M36 http://www.digitaltrendshttp://lwn.net/Articles/299483/

Bootchart


Acelerando el arranque en "Windows 8"

ARCOS @ UC3M37 http://www.digitaltrends.com/computing/windows-8-boot-time-scaled-down-to-eight-seconds/

POST/Pre-boot

POST/Pre-bootHiberfile

Read

Driver

Init

User

Session Init

System Initialization (drivers, services, session 0)User

Session Init

Desktop ReadyWinlogon

Desktop ReadyWinlogon

Co

ldB

oo

tW

ind

ow

s 8

fast

sta

rtu

p

Boot

menu

Boot

menu


MBR GPT

ARCOS @ UC3M38 http://www.it-support-singapore.com/wp-content/uploads/2012/08/differenace-MBR-GPT1.jpg

Master Boot Record

4 part. primarias3P. + 1E. (+n U.L.)

32 bits 2 TB/part.

232*512 bytes/sector

BIOS Viejo S.O. 1 MBR +

no CRC32

GUID Partition Table

128 part.128 en varios SS.OO.

64 bits 9 ZB/part.

264*512 bytes/sector

UEFI Nuevo S.O. 2 GPT +

CRC32ms seguridad


BIOS UEFI

ARCOS @ UC3M39 http://answers.microsoft.com/en-us/windows/forum/windows8_1-security/uefi-secure-boot-in-windows-81/65d74e19-9572-4a91-85aa-57fa783f0759


UEFIMquina de Estados Finitos para MBR + GPT

ARCOS @ UC3M40 http://answers.microsoft.com/en-us/windows/forum/windows8_1-security/uefi-secure-boot-in-windows-81/65d74e19-9572-4a91-85aa-57fa783f0759


GPT + UEFIEjemplo de particiones obligatorias con arranque dual

ARCOS @ UC3M41 http://askubuntu.com/questions/350352/making-windows-8-partition-larger

EFI

W-recovery

W-MSR

W-sistema

L-sistema


Contenidos

ARCOS @ UC3M42

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos



Interrupcindesbloqueante

Disp. MDisp. 1

Proc. NLlamada

bloqueante

Proc. 1

Llamada

Capa superior

Capa inferior

Disp. 2

Proc. 2

Excepcin

Interrupcin

Disp. 3

Proc. 3


Tipos de eventos

ARCOS @ UC3M43

Llamadas al sistema

Evento de solicitud de servicio del sistema operativo

Excepciones

Eventos de carcter excepcional al ejecutar una instruccin


Evento diferido de parte del tratamiento de evento pendiente

Interrupciones hardware

Eventos que vienen del hardware

Hardware

Usuario


Tipos de eventosLlamadas al sistema

ARCOS @ UC3M44

Evento de solicitud de servicio del sistema operativo.

Los programas de usuario acceden a los servicios del sistema operativo a travs de llamadas al sistema.

Son vistas por los usuarios programadores como llamadas a funciones.

Sistema Operativo

Hardware

Aplicacin

m=read(fd,buff,n);


Tipos de eventosExcepciones

ARCOS @ UC3M45

Eventos de carcter excepcional al ejecutar una instruccin.

Pueden ser problemas (divisin por cero, instruccin ilegal, violacin de segmento, etc.) o avisos (fallo de pgina, etc.)

~ Interrupcin hardware generada por la propia CPU.

Precisa de un conjunto de subrutinas asociadas a cada excepcin que pueda darse.

Sistema Operativo

Hardware

Aplicacin

x = y = 0; r = x/y;


Tipos de eventosInterrupciones hardware

ARCOS @ UC3M46

Eventos que vienen del hardware.

El sistema operativo tiene que atender a algo que necesita el hardware (llegada de datos, situacin excepcional, etc.)

Precisa de un conjunto de subrutinas asociadas a cada evento que el hardware pueda solicitar.

Sistema Operativo

Hardware

Aplicacin


Tipos de eventosInterrupciones software

ARCOS @ UC3M47

Evento para tratar en diferido la parte no crtica del tratamiento asociada a un evento.

Se pospone parte del tratamiento de un evento:

Por esperar a circunstancias oportunas.

Se hayan tratado el resto de eventos ms urgentes.

Sistema Operativo

Hardware

Aplicacin


Metfora: la tienda de libros

ARCOS @ UC3M48

Dispositivos hardware proveedores.

Ordenadorla tienda de libros.

CPU y RAMvendedor y estanteras.

Sistema operativoLibro de instrucciones que ha de seguir el vendedor.

Procesoscompradores.

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosLlamada al sistema

ARCOS @ UC3M49

El comprador pide un libro

El proceso solicita una llamada al sistema

El vendedor pide el libro al proveedor correspondiente

El sistema operativo solicita al disco un bloque de datos

El vendedor pone en espera al comprador hasta tener el libro para atender a otras situaciones

El sistema operativo bloquea el proceso y ejecuta mientras otro proceso (o tarea pendiente)

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosLlamada al sistema

ARCOS @ UC3M50

El comprador pide un libro

El proceso solicita una llamada al sistema

El vendedor pide el libro al proveedor correspondiente

El sistema operativo solicita al disco un bloque de datos

El vendedor pone en espera al comprador hasta tener el libro para atender a otras situaciones

El sistema operativo bloquea el proceso y ejecuta mientras otro proceso (o tarea pendiente)

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosinterrupcin hardware

ARCOS @ UC3M51

El proveedor avisa por telfono que est en la puerta pero no puede aparcar (ha de salir el vendedor)

El disco manda una interrupcin hardware

El vendedor se hace con el libro que colocar en una estantera temporal, junto con un post-itque lo etiqueta como a entregar

El sistema operativo copia el bloque de disco a memoria y activa una interrupcin software

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosinterrupcin hardware

ARCOS @ UC3M52

El proveedor avisa por telfono que est en la puerta pero no puede aparcar (ha de salir el vendedor)

El disco manda una interrupcin hardware

El vendedor se hace con el libro que colocar en una estantera temporal, junto con un post-itque lo etiqueta como a entregar

El sistema operativo copia el bloque de disco a memoria y activa una interrupcin software

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosinterrupcin software

ARCOS @ UC3M53

Cuando nada ms prioritario hay que hacer, se atiende a las entregas pendientes

Si no hay evento prioritario, se atiende a las interrupciones software

Para cada elementos pendientes de entregar se avisa al comprador de que puede recogerlo

Se pasa el proceso a listo para ejecutar, cuando se ejecute copiar los datos de memoria

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosinterrupcin software

ARCOS @ UC3M54

Cuando nada ms prioritario hay que hacer, se atiende a las entregas pendientes

Si no hay evento prioritario, se atiende a las interrupciones software

Para cada elementos pendientes de entregar se avisa al comprador de que puede recogerlo

Se pasa el proceso a listo para ejecutar, cuando se ejecute copiar los datos de memoria

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es


Metfora: la tienda de librosexcepcin

ARCOS @ UC3M55

Un comprador quiere, se le invita a abandonar el local y luego se contina atendiendo al resto

Se produce una excepcin mientras se ejecuta un proceso, se mata al proceso

Se estropea la caja registradora, hay que cerrar la tienda

Se produce una excepcin grave mientras se ejecuta el sistema operativo, kernel-panic

Sis

tem

a O

pe

rati

voH

ard

wa

reA

pli

caci

on

es



ARCOS @ UC3M56

S.O.(kernel)

HW.

App.

CPU Disco RAM

char buffer[1024];

read(fd,buffer) buffer[2048]=\0;



ARCOS @ UC3M57

S.O.(kernel)

HW.

App.

ll. sistema

CPU Disco RAM

Pedir bloque Ejecutar Pi+1

char buffer[1024];




ARCOS @ UC3M58

S.O.(kernel)

HW.

App.

ll. sistema

CPU Disco RAM


int. hw

Copiar a RAM Act. int. soft.

char buffer[1024];




ARCOS @ UC3M59

S.O.(kernel)

HW.

App.

ll. sistema

CPU Disco RAM


int. hw


int. sw

Pi listo

char buffer[1024];




ARCOS @ UC3M60

S.O.(kernel)

HW.

App.

char buffer[1024];


ll. sistema

CPU Disco RAM


int. hw


int. sw

Pi listo

excep.

SIGSEGV


Contenidos

ARCOS @ UC3M61

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos




Disp. MDisp. 1

Proc. NLlamada

bloqueante

Proc. 1

Llamada

Capa superior

Capa inferior

Disp. 2

Proc. 2

Excepcin

Interrupcin

Disp. 3

Proc. 3


Clasificacin de los eventos

ARCOS @ UC3M62

Sncronos Asncronos

Hardware

Software



ARCOS @ UC3M63

Sncronos Asncronos

Hardware Excepciones Interrupciones hardware

Software Llamada al sistema Interrupciones software

Generadas por software o hardware:

Generadas por hardware

La solicitud y el vector se obtiene del hardware implicado

Generadas por software

La solicitud y el vector componen una instruccin ensamblador



ARCOS @ UC3M64

Sncronos Asncronos

Hardware Excepciones Interrupciones hardware

Software Llamada al sistema Interrupciones software

Eventos sncronos y asncronos:

Eventos sncronos

Su activacin es previsible, refirindose al cdigo del proceso actual

Ejecucin en el contexto del proceso solicitante

Eventos asncronos

Su activacin es imprevisible y referida a cualquier (o ningn) proceso

Ejecucin en el contexto de un proceso no relacionado con la interrupcin


Caractersticas bsicas

ARCOS @ UC3M65

Modo de ejecucin previo Generadas por

Interrupcin hardware

Excepciones

Llamadas al sistema

Software


Caractersticas bsicas

ARCOS @ UC3M66

Modo de ejecucin previo Generadas por

Interrupcin hardware

Puede ser usuario o sistema

NO influye en el tratamiento

Dispositivos de E/S

Interrupcin entre las CPU (IPI)

Excepciones Puede ser usuario o sistema

SI influye en el tratamiento

La CPU (int. hw. de CPU)

Normalmente errores de programacin, NO siempre (fallo de pgina, depuracin, etc.)

Llamadas al sistema

Siempre usuario Las aplicaciones

Software Siempre sistema El tratamiento de cualquiera de

los eventos anteriores: usado para la parte no crtica


Relacin entre eventos

ARCOS @ UC3M67

Componentes que tratan eventos sncronos

Ms relacionados con los procesos

Componentes que tratan eventos asncronos

Ms relacionados con los dispositivos

Existen tareas que involucran ambos tipos de eventos.

Ej.: acceso al disco (llamada lectura + interrupcin del disco)


Disp. MDisp. 1

Proc. NLlamada

bloqueante

Proc. 1

Llamada

Capa superior

Capa inferior

Disp. 2

Proc. 2

Excepcin

Interrupcin

Disp. 3

Proc. 3


Contenidos

ARCOS @ UC3M68

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos




Disp. MDisp. 1

Proc. NLlamada

bloqueante

Proc. 1

Llamada

Capa superior

Capa inferior

Disp. 2

Proc. 2

Excepcin

Interrupcin

Disp. 3

Proc. 3


Gestin de eventos

ARCOS @ UC3M69

El esquema del S.O. busca ser genrico e independiente de la arq. de hw. Linux sin prioridad (SPARC si soporta) y Windows con prioridad (Intel no lo soporta)


Gestin de eventos

ARCOS @ UC3M70


Todos los eventos se tratan de forma similar (~int. hw.) Se ha ido introduciendo ya la gestin de eventos


Gestin de eventos

ARCOS @ UC3M71


Todos los eventos se tratan de forma similar (~int. hw.) Se ha ido introduciendo ya la gestin de eventos

Se salva el estado en la pila de sistema

Tpicamente los registros PC y estado

La CPU pasa en modo privilegiado y salta a la rutina de tratamiento asociada

Salva registros extra si es necesario

La rutina de manejo del evento trata el evento

Restaura registros extra si es necesario

La rutina de manejo del evento termina: RETI

Se restaura el estado salvado en pila y se vuelve al modo previo

kernel

Servicios

App

Hardware


Gestin de eventos

El evento se trata en el contexto del proceso activo

El mapa de memoria activo del proceso en ejecucin,

incluso an no teniendo relacin con el evento.

El sistema debe usar dos pilas independientes:

Pila de usuario: para modo usuario

Pila de sistema: para modo sistema

ARCOS @ UC3M72

kernel

Servicios

App

Hardware

Detalle 1 > No se tratan eventos durante el arranque

Modo sistema, deshabilitada las interrupciones y MMU inactiva

Detalle 2 > Cuando ocurre un evento, entra el S.O para tratarlo:

Se cambia de modo (a modo privilegiado)

pero NO necesariamente hay cambio de contexto

Detalle 3 > Puede saltar un evento durante el tratamiento de otro

Si prioritario: se apila el actual y se trata el nuevo; si no, espera la finalizacin.


Gestin de eventos

ARCOS @ UC3M73

Interrupcin hardware: Tratamiento general Ejemplo: W y L

Excepcin: Tratamiento general

Llamada al sistema: Tratamiento general Ejemplo: W y L

Interrupcin software: Tratamiento general Ejemplo: W y L


Interrupciones hardwarecaractersticas

ARCOS @ UC3M74

Notifican eventos asncronos que viene del hardware

Modo de ejecucin previo: Puede ser usuario o sistema (NO influye en el tratamiento)

Generadas por:

Dispositivos de E/S

Condiciones crticas en el sistema (ej.: corte energa)

Interrupcin entre procesadores (IPI)


Interrupciones hardwaretratamiento (1/5)

ARCOS @ UC3M75

Modo Usuario

Modo Kernel

IDTManejador de

dispositivo X

int main (int argc, char **argv){

/* instalar los manejadores para los vectores de interrupcin */instal_man_int(EXC_ARITMETICA, excepcionAritmetica); instal_man_int(EXC_MEMORIA, excepcionMemoria); instal_man_int(INT_RELOJ, interrupcionReloj ); instal_man_int(INT_DISPOSITIVOS, interrupcionDispositivos ); instal_man_int(LLAM_SISTEMA, tratarLlamadaSistema); instal_man_int(INT_SW, interrupcionSoftware);



ARCOS @ UC3M76

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

#include "servicios.h"

int main (){

for (int i=0; i



ARCOS @ UC3M77

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

Int. hw.

CPU

Primero salva estado bsico (PC, RE, SP) en la pila de sistema


Manejador de

dispositivo X


int main (){

for (int i=0; i



ARCOS @ UC3M78

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

Int. hw.

CPU

void interrupcionDispositivo (){

Salvar estado (si es necesario)

La subrutina trata el evento:

Realiza lo urgente

Programa una tarea pendiente (si necesario)

Restaura el estado (si necesario)

Ejecuta instruccin de retorno de interrupcin (RETI)

Restaura estado bsico y modo.}

Manejador de

dispositivo X



ARCOS @ UC3M79

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT


int main (){

for (int i=0; i


Interrupciones hardwaretratamiento en Windows

ARCOS @ UC3M80

Avisa perif. retire IRQ

Aqu: mnimo del servicio:Perif: Estado?, siguiente operacin

Call DPC grueso del servicio

Retorno

Inhibe las Interrupciones

Salva el estado de la ejecucin

Inhibe el nivel IRQL atendido y los inferiores

Localiza e invoca la correspondiente ISR [RTI]

Retira la interrupcin

Restaura el estado de la mquina

Interrupt Dispatch Routine

Interrupt Service Routine

Kernel

Interrupcin!

Usuario/kernel

Inside Windows 2000 (pgina 104)

HighPower Fail

Inter-processor InterruptClock

Dispatch/DPC

Device n

Device 1

APCPassive

...

31302928

012

Hardware Interrupts

Software Interrupts

Normal Thread Execution


Interrupciones hardwaretratamiento en Linux

ARCOS @ UC3M81 http://chxxxyg.blog.163.com/blog/static/1502811932010627015098/


Excepcionescaractersticas

ARCOS @ UC3M82

Eventos sncronos de carcter excepcional al ejecutar una instruccin

Modo de ejecucin previo: Puede ser usuario o sistema (SI influye en el tratamiento)

Generadas por:

El hardware, normalmente errores de programacin NO siempre son errores (fallo de pgina, depuracin, etc.)


Excepcionestratamiento (1/4)

ARCOS @ UC3M83

Modo Usuario

Modo Kernel

Rutina de tratamiento

de excepcin aritmtica

IDTint main (int argc, char **argv){

/* instalar los manejadores para los vectores de interrupcin */instal_man_int(EXC_ARITMETICA, excepcionAritmetica ); instal_man_int(EXC_MEMORIA, excepcionMemoria ); instal_man_int(INT_RELOJ, interrupcionReloj); instal_man_int(INT_DISPOSITIVOS, interrupcionDispositivos); instal_man_int(LLAM_SISTEMA, tratarLlamadaSistema); instal_man_int(INT_SW, interrupcionSoftware);



ARCOS @ UC3M84


int main () {double resultado;

resultado = 0 / 0;printf(resultado = %d\n,resultado);

return 0;}

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin



IDT



ARCOS @ UC3M85


int main () {double resultado;

resultado = 0 / 0;printf(resultado = %d\n,resultado);

return 0;}

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

IDT

excepcin

CPU







ARCOS @ UC3M86

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

IDT


de excepcin aritmticaexcepcin

CPU

Si es un error:

Si el nivel previo de la CPU era de sistema:

Pnico: error en el cdigo del S.O. => mensaje + detener el S.O.

Si el nivel previo de la CPU era de usuario:

Si est siendo depurado, se notifica a depurador

Si el programa establece un manejador de la excepcin, ejecutarlo

En caso contrario, se aborta el proceso

Si NO es un error: (Ej.: fallo de pgina previsto)

Se realiza la tarea prevista (Ej.: asignar una nueva pagina)Da igual el nivel previo de ejecucin


Llamadas al sistemacaractersticas

ARCOS @ UC3M87

Eventos sncronos de solicitud de servicio del sistema operativo con una instruccin no privilegiada

Modo de ejecucin previo: Siempre usuario

Generadas por:

Los programas


Llamadas al sistematratamiento

ARCOS @ UC3M88


/* instalar los manejadores para los vectores de interrupcin */instal_man_int(EXC_ARITMETICA, excepcionAritmetica); instal_man_int(EXC_MEMORIA, excepcionMemoria); instal_man_int(INT_RELOJ, interrupcionReloj); instal_man_int(INT_DISPOSITIVOS, interrupcionDispositivos); instal_man_int(LLAM_SISTEMA, tratarLlamadaSistema ); instal_man_int(INT_SW, interrupcionSoftware);


Llamadas al sistematratamiento (1/9)

ARCOS @ UC3M89


int main () {

if (crear_proceso("excep_arit")



ARCOS @ UC3M90

int crear_proceso (char *prog) ;int terminar_proceso () ;int funcion_XXXXX (.. args..) ;

usuario/servicios.h

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT



ARCOS @ UC3M91

int terminar_proceso () {

return llamsis(TERMINAR_PROCESO, 0);}

int funcion_XXXXX (.. args..) {return llamsis(FUNCION_XXXXX , ...);

}

usuario/servicios.c

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT


int llamsis (int llamada, int nargs,//args) {int i;

escribir_registro(0, llamada );for (i=1; nargs; nargs--, i++)

escribir_registro(i, args[i]);trap (); // genera int.return leer_registro(0);

}


ARCOS @ UC3M92

usuario/krn.c

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT


int llamsis (int llamada, int nargs,//args) {int i;

escribir_registro(0, llamada );for (i=1; nargs; nargs--, i++)

escribir_registro(i, args[i]);trap (); // genera int.return leer_registro(0);

}


ARCOS @ UC3M93

usuario/krn.c

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT

Int.

CPU





ARCOS @ UC3M94

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

void tratarLlamadaSistema (){

int numServicio, ret;

numServicio =leer_registro(0);if (numServicio < NUMERO_SERVICIOS)

ret=(tablaServicios[numServicio ].funServicio)();else ret=-1; /* servicio no existente */escribir_registro(0,ret);

}

nucleo/servicios.c

IDT

Int.

CPU


#define NUMERO_SERVICIOS 14

#define CREAR_PROCESO 0#define TERMINAR_PROCESO 1#define ABRIR 2#define FUNCION_XXXXX 13


ARCOS @ UC3M95

nucleo/servicios.h

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT


...

servicio tablaServicios [NUMERO_SERVICIOS] = {{sis_crearProceso},{sis_terminarProceso},

{sis_funcion_XXXXX } } ;


ARCOS @ UC3M96

nucleo/servicios.c

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT


int sis_terminarProceso (){

printk("-> FIN PROCESO %d\n", procesoActual->id);liberarProceso();return (0); /* no debera llegar aqu */

}int sis_funcion_XXXXX(){

}


ARCOS @ UC3M97

nucleo/servicio_xxxxx.c

Llamadas al

sistema

sis_XXXXX

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

Servicios

del S.O.

IDT


Llamadas al sistematratamiento en Linux (1/7)

ARCOS @ UC3M98

void __init trap_init(void){

set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);

#ifdef CONFIG_IA32_EMULATIONset_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, ia32_syscall);set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);

#endif

#ifdef CONFIG_X86_32set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call);set_bit(SYSCALL_VECTOR, used_vectors);

#endif

/usr/src/linux/arch/x86/kernel/traps.c



ARCOS @ UC3M99

#include

int main (int argc, char *argv[]){

char *src=testing the system call;char dest[40];int ret;

ret = syscall(222,dest,src);printf("copied string: %s\ncode: %d\n",dest,ret) ;

}

/usr/src/linux/test/test1.c

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )



ARCOS @ UC3M100

int syscall ( ){

MOVE %eax, 222MOVE %ebx, argv-1MOVE %ecx, argv-2sysenter%eax = valor devueltoRET

}

/usr/src/libc/

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )



ARCOS @ UC3M101

int syscall ( ){

MOVE %eax, 222MOVE %ebx, argv-1MOVE %ecx, argv-2sysenter%eax = valor devueltoRET

}

/usr/src/libc/

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )

Int.

CPU



ARCOS @ UC3M102

ENTRY( system_call ) Salva estado

En pila de sistema Comprueba los parmetros de llamada

Linux: registros, Windows: pila sys_call_table(%eax) ret_from_sys_call

Restaura estado Replanificacin

/usr/src/linux/arch/x86/kernel/entry_32.S

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )



ARCOS @ UC3M103

220 i386 getdents64 sys_getdents64 compat_sys_getdents64221 i386 fcntl64 sys_fcntl64 compat_sys_fcntl64222 i386 kstrcpy sys_kstrcpy# 223 is unused224 i386 gettid sys_gettid225 i386 readahead sys_readahead sys32_readahead226 i386 setxattr sys_setxattr

/usr/src/linux/arch/x86/syscalls/syscall_32.tbl

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )



ARCOS @ UC3M104

539 x32 process_vm_readv compat_sys_process_vm_readv540 x32 process_vm_writev compat_sys_process_vm_writev541 x32 setsockopt compat_sys_setsockopt542 x32 getsockopt compat_sys_getsockopt

543 x32 kstrcpy sys_kstrcpy

/usr/src/linux/arch/x86/syscalls/syscall_64.tbl

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )



ARCOS @ UC3M105

SYSCALL_DEFINE2(kstrcpy, char *, dst, char *, src){

int i=0; char c;

do { get_user(c, src+i); put_user(c, dest+i); i++; } while (c != 0);

printk ("++ kstrcpy: done\n");return 1;

}

/usr/src/linux/kernel/sys.c

sis_222

Modo Usuario

Modo Kernel

Aplicacin

libc.so

IDT

_sys_call_table

_system_call( )


Llamadas al sistematratamiento en Windows

ARCOS @ UC3M106

Aplicacin

Kernel32.dll

Ntdll.dll

NtCreateFile

NtReadFile

NtClose

SSDTable

Modo Usuario

Modo Kernel

System

Service

Dispatcher (SSD)


Interrupcin softwarecaractersticas

ARCOS @ UC3M107

Eventos asncronos para tratar en diferido parte de la tarea asociada a un evento no crtica Por esperar a circunstancias oportunas

Se hayan tratado el resto de eventos ms urgentes

Modo de ejecucin previo: Siempre sistema

Generadas por:

El tratamiento de cualquiera de los eventos anteriores, se prepara una int. soft. para la parte no crtica


Interrupcin softwaretratamiento

ARCOS @ UC3M108


/* instalar los manejadores para los vectores de interrupcin */instal_man_int(EXC_ARITMETICA, excepcionAritmetica); instal_man_int(EXC_MEMORIA, excepcionMemoria); instal_man_int(INT_RELOJ, interrupcionReloj); instal_man_int(INT_DISPOSITIVOS, interrupcionDispositivos); instal_man_int(LLAM_SISTEMA, tratarLlamadaSistema); instal_man_int(INT_SW, interrupcionSoftware );



de interrupcin de teclado

Interrupcin hardwaretratamiento (1/2)

ARCOS @ UC3M109

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

Int. hw.

CPU

void Int_hardware_teclado ( idDispositivo ){

idDispositivo -> HardwareID Tecla = leerPuerto(HardwareID) Insertar(Tecla, DatosTeclado.Buffer) insertarTareaPend(&listaTareasPend,

Int_software_teclado); activar_int_SW();

}





ARCOS @ UC3M110

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

Int. hw.

CPU




}


Interrupcin softwaretratamiento (1/2)

ARCOS @ UC3M111

Modo Usuario

Modo Kernel


de interrupcin software

Interrupcin con la mnima prioridad: se ejecutar

cuando no haya nada ms urgente (crtico)

void Int_software_teclado ( idDispositivo ){

idDispositivo -> DatosTeclado P = ExtraerBCP(&(DatosTeclado.esperando)) Si P != NULL

P.estado = LISTO Insertar(&ListaListos, P);

}





ARCOS @ UC3M112

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT

Int. hw.

CPU




}


Interrupcin softwaretratamiento (2/2)

ARCOS @ UC3M113

Modo Usuario

Modo Kernel

IDT


de interrupcin software

/* Tratamiento de interrupciones software */void interrupcionSoftware (){

void (*funcion)(void *);void *datos = NULL;

Mientras ( hayTareasPend(ListaTareasPend) ) {

extraerPrimeraTareaPend(&(listaTareasPend), &(funcion), &(datos));funcion(datos);

}}

Interrupcin con la mnima prioridad: se ejecutar

cuando no haya nada ms urgente (crtico)


Interrupcin softwaretipos de tratamiento en Linux

ARCOS @ UC3M114

Bottom-Halves (BH):

Es la 1 implementacin de int. software en Linux. (eliminada en k2.6.x)

Se ejecutan siempre en serie (da igual # CPU). Solo hay 32 manejadores (registrados previamente).

Softirqs:

Softirq del mismo tipo se pueden ejecutar en paralelo en diferentes CPU. Solo hay 32 manejadores (registrados previamente).

El system timer usa softirqs.

Tasklets

Similar a softirqs salvo que no existe lmite y ms fcil de programar.

Todos los tasklets se canalizan a travs de un softirq, de forma que un mismo tasklet no puede ejecutarse a la vez en varias CPU.

Work queues

El top-half se dice que ejecuta en contexto de una interrupcin => no est asociado a un proceso.Sin dicha asociacin el cdigo no puede dormir o bloquearse.

Las Work queues ejecutan en contexto de un proceso y tienen habilidades de un hilo de kernel. Tienen un conjunto de funciones tiles para creacin, planificacin, etc.

http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-tasklets/index.html


Interrupcin softwaretipos de tratamiento en Windows

ARCOS @ UC3M115

Deferral Procedure Calls (DPCs):

Comunes a todo el sistema operativo (una sola cola por CPU)

Realizan labores diferidas que han sido programadas:

Completar operaciones de E/S de los controladores.

Procesamiento expiracin de timers.

Liberacin de threads en espera.

Forzar la replanificacin al expirar una rodaja de tiempo.

Asynchronous Procedure Calls (APCs):

Particulares a cada thread (cada hilo tiene su propia cola).

El thread debe dar su permiso para que se ejecuten sus APC.

Pueden ejecutarse desde modo sistema o modo usuario.

Sistema: permite ejecutar cdigo del sistema operativo en el contexto de un thread.

Usuario: utilizado por algunas API de E/S en Win32


Interrupcin softwaretipos de tratamiento en Windows: las DPC

ARCOS @ UC3M116

Usuario

Kernel

DPC

DPC

DPC

Cola de DPCsobjects(p.ej., cdigo a ejecutar): nica por procesador:

IDT

dispatch/DPC

APC

Dispatcher

nivel IRQL baja a nivel inferior a DPCs

Hasta que se vace la cola baja nivel IRQL


Contenidos

ARCOS @ UC3M117

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos



Clock Interrupt Disk Interrupt

System Call Page Fault

Process Table

Disk Queue

EnvelopeMemory

Management

Scheduler

Disk Driver


Contextos donde est presente el S.O.

ARCOS @ UC3M118


Tratamiento de eventos Interrupciones hardware

Excepciones

Llamadas al sistema


Procesos de ncleo

Realiza labores del sistema operativo que se hacen mejor en el contexto de un proceso independiente

Ej.: pueden realizar operaciones de bloqueo

Compiten con el resto de procesos por la CPU

El planificador suele otorgarles una prioridad mayor


Distintos tipos de procesos

ARCOS @ UC3M119

Procesos de usuario

Con los privilegios de un usuario no administrador

Solo ejecuta en modo privilegiado si:

Procesa una llamada al sistema que ha invocado (fork, exit, etc.)

Trata una excepcin que ha generado (0/0, *(p=null), etc.)

Trata una interrupcin que se ha producido mientras ejecutaba (TCPpk, )

Procesos de sistema

Con privilegios de un usuario administrador

Ejecuta en modo privilegiado igual que un proceso de usuario

Procesos de ncleo

Pertenecen al kernel (no a un usuario)

Siempre se ejecutan en modo privilegiado


Procesos de ncleoEjemplo en Linux

ARCOS @ UC3M120

kworker, ksoftirqd, irq, rcuob, rcuos, watchdog,

http://www2.comp.ufscar.br/lxr/source/Documentation/kernel-per-CPU-kthreads.txt

PID USUARIO PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM HORA+ ORDEN

1 root 20 0 34100 3484 1500 S 0,0 0,0 0:00.98 init

2 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 kthreadd

3 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.12 ksoftirqd/0

5 root 0 -20 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 kworker/0:0H

7 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:14.27 rcu_sched

8 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:08.35 rcuos/0

9 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:05.92 rcuos/1

10 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:06.10 rcuos/2

11 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:06.28 rcuos/3

12 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 rcu_bh

13 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 rcuob/0

14 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 rcuob/1

15 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 rcuob/2

16 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 rcuob/3

17 root rt 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.29 migration/0

18 root rt 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.10 watchdog/0



21 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.32 ksoftirqd/1

22 root 20 0 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 kworker/1:0

23 root 0 -20 0 0 0 S 0,0 0,0 0:00.00 kworker/1:0H



...


Contenidos

ARCOS @ UC3M121

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos




Concurrencia en multiprocesadores

ARCOS @ UC3M122

UP: Uni-Processing. El sistema operativo y aplicaciones se ejecuta solo en una CPU.

Sencillo pero mal rendimiento.

ASMP: Asymmetric MultiProcessing. El sistema operativo se ejecuta en la misma CPU.

Sencillo pero rendimiento mejorable.

SMP: Symmetric MultiProcessing. El sistema operativo se puede ejecutar en cualquier procesador.

Dificultad al necesidad mecanismos de sincronizacin especiales para la proteccin de secciones crticas.

Ej.: subir el nivel de interrupcin no impide ejecutar seccin en otra CPU.


Ejemplo de mecanismos bsicosLinux

ARCOS @ UC3M123

Tcnica mbito Ejemplo de esqueleto

Deshabilitarinterrupciones

Una CPU solo

unsigned long flags;

local_irq_save(flags);

/* ... SC: seccin crtica ... */

local_irq_restore(flags);

Spin Locks

Todas las CPU Espera activa:

NO se puede dormir, planificar, etc. en SC

#include

spinlock_t l1 = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

spin_lock(&l1);


spin_unlock(&l1);

Mutex Todas las CPU Espera bloqueante:

NO usar en int. HW

#include

static DEFINE_MUTEX(m1);

mutex_lock(&m1);


mutex_unlock(&m1);

Operaciones Atmicas

Todas las CPUatomic_t a1 = ATOMIC_INIT(0);

atomic_inc(&a1);

printk(%d\n, atomic_read(&a1));


Ejemplo de mecanismos compuestosLinux

ARCOS @ UC3M124

Tcnica mbito Ejemplo de esqueleto

RW locks

Todas las CPU Espera activa:


rwlock_t x1 = RW_LOCK_UNLOCKED;

read_lock(&x1);


read_unlock(&x1);

write_lock(&x1);


write_unlock(&x1);

Spin Locks + irq

Todas las CPU Espera activa y no interrup.:


spinlock_t l1 = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

unsigned long flags;

spin_lock_irqsave(&l1, flags);


spin_unlock_irqrestore(&l1, flags);

RW locks + irq

Todas las CPU Espera activa y no interrup.:


read_lock_irqsave();

read_lock_irqrestore();

write_lock_irqsave();

write_lock_irqrestore();


Ejecucin anidada de tratamiento de evento

ARCOS @ UC3M125

Evento en ejecucin

Evento que llega

Tratamiento habitual

Int. Hw. /Excepcin

Int. Hw. /Excepcin

Se permite todas, ninguna o solo de ms prioridad (si S.C., deshabilitadas).

Ll. sist. / Int. Sw.

Int. Hw. /Excepcin

Interrumpe siempre (si S.C., deshabilitadas).

Int. Hw. /Excepcin


No pueden interrumpirlas.



Kernel no expulsivo No pueden interrumpir (se encolan). Muchos UNIX y Linux antes.

Kernel expulsivo. Hay que proteger secciones crticas. Solaris, Windows 2000, etc.


Ejecucin anidada de tratamiento de eventoLinux

ARCOS @ UC3M126

Kernel Control Path Proteccin en UP Proteccin en *MP

Excepciones Mutex -

Int. HW. Deshabilitar Int. Spin Lock

Int. SW. - Spin Lock (SoftIrq, N Tasklets)

Excepciones + Int. HW. Deshabilitar Int. Spin Lock

Excepciones + Int. SW. Encolar Int. SW. Spin Lock

Int. HW. + Int. SW. Deshabilitar Int. Spin Lock

Exc. + Int HW. + Int. SW. Deshabilitar Int. Spin Lock

Understanding the Linux Kernel (pgina 218)


Contenidos

ARCOS @ UC3M127

Introduccin



Procesos de ncleo

Otros aspectos




Criterios para asignar una accin

a un contexto de ejecucin

ARCOS @ UC3M128

La accin est vinculada a un evento sncrono o asncrono?

sncrono (excepcin o ll. al sistema)

Incluir en la rutina del evento (exc. o ll. sist.)

asncrono (Int. HW e Int. SW.)

crtica

La accin es crtica?

no

Incluir en la rutina de interrupcin

La accin requiere bloqueos?

sino

Incluir en la interrupcin software

Se ejecutar dentro de un proceso de ncleo

Leccin 2Funcionamiento del sistema operativo

Grupo ARCOS

Diseo de Sistemas Operativos

Grado en Ingeniera Informtica

Universidad Carlos III de Madrid

dso-2: principales aspectos del funcionamiento de un sistema operativo (v2d)

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